[發明專利]一種光伏陣列排布方法及光伏陣列排布方案自動生成系統

在審

• 申請號: 201910731111.2
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110851945A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 李路遙;李元浩;古云蛟;楊青;馬玉鑫;葛興凱;常悅;曹超;張弛
• 申請（專利權）人: 上海電氣分布式能源科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明公開了一種光伏陣列排布方法和光伏陣列排布方案自動生成系統，光伏陣列排布方法的步驟包括：S1：確定光伏安裝區域內的障礙物陰影遮擋區域，將光伏安裝區域中障礙物陰影遮擋區域以外的區域作為實際可安裝區域；S2：在實際可安裝區域內，以光伏組件方位角、光伏組件傾角、光伏陣列最小間距排布光伏陣列，獲得對應的光伏陣列排布方案；S3：基于光伏陣列排布方案計算光伏系統接收的年輻照量；S4：重復步驟S2?S3，以光伏系統接收的年輻照量最大為目標，獲得最優光伏陣列排布方案，完成光伏陣列排布。本發明能夠對不規則安裝區域內光伏陣列的排布進行優化設計，同時考慮了障礙物陰影的影響。

技術領域

本發明屬于光伏電站建設技術領域，涉及一種光伏陣列排布方法及光伏陣列排布方案自動生成系統。

背景技術

在光伏系統設計中，光伏陣列的排布方式及排布方案對于準確評估光伏系統的安裝容量和發電量至關重要。合理的排布方案不僅可以增加系統安裝容量、減少陰影遮擋造成的發電量損失，還可以直觀地為現場施工提供參考。

光伏陣列排布方案中需要考慮的關鍵因素有光伏組件朝向、傾角、前后安裝間距、安裝方式(橫向多/單排、豎向多/單排)、障礙物及其陰影等。通常，光伏陣列的排布設計主要由專業人員根據經驗或借助輔助軟件完成，光伏組件的排布方式、傾角、朝向、間距等關鍵因素多為經驗參數，無法達到使系統安裝容量最大或系統年發電量最大的排布結果；此外，現有的優化排布技術方案考慮的場景較單一，無法處理不規則安裝區域、多安裝區域、多障礙物和陰影等復雜情形。

鑒于此，克服上述現有技術所存在的缺陷是本領域亟待解決的問題。

發明內容

為克服上述現有技術的缺陷，本發明提供了一種光伏陣列排布方法，其中，光伏陣列包括至少一個光伏組件，光伏組件按照光伏組件安裝方位角及光伏組件安裝傾角進行布置，相鄰光伏陣列之間相隔一個光伏陣列最小間距進行平行布置，光伏陣列排布方法包括以下步驟：

S1：確定光伏安裝區域內的障礙物陰影遮擋區域，將光伏安裝區域中障礙物陰影遮擋區域以外的區域作為實際可安裝區域；

S2：在實際可安裝區域內，以光伏組件方位角、光伏組件傾角、光伏陣列最小間距排布光伏陣列，獲得對應的光伏陣列排布方案，

光伏陣列排布方案包括以下信息：

光伏組件方位角、光伏組件傾角、光伏陣列最小間距、光伏系統中光伏組件的塊數及光伏組件的排布位置；

S3：基于光伏陣列排布方案計算光伏系統接收的年輻照量；

S4：重復步驟S2-S3，以光伏系統接收的年輻照量最大為目標，獲得最優光伏陣列排布方案，完成光伏陣列排布。

在工程實際中，光伏安裝區域內和區域外難免會存在障礙物和陰影。對于屋頂光伏發電系統而言，常見的障礙物和陰影有屋頂中央空調、屋頂天窗、水塔和周圍更高建筑物的陰影等；對于地面光伏電站而言，常見的障礙物和陰影有樹木、輸變電設備等。為減少由陰影遮擋造成的發電量損失，在光伏陣列排布時，應合理避開障礙物及陰影。因此，在進行光伏陣列排布優化時，準確地考慮障礙物及陰影的影響區域和范圍至關重要。此外，相鄰兩行的光伏組件若排布太密，也會受到相鄰光伏組件陰影的遮擋。若在陰影區域排布光伏組件，則存在某些時段內，光伏組件處于無法正常工作的狀態，從而導致浪費。因此，光伏陣列的排布必須考慮光伏安裝區域里的陰影區域，避開這些區域進行光伏組件的排布。

進一步地，光伏陣列最小間距滿足以下公式模型:

式中，D_min為光伏陣列最小間距，l為光伏組件長度，α為光伏組件安裝傾角，γ為光伏組件安裝方位角，φ為光伏安裝區域的坡面坡度，β_t為太陽方位角，θ_t為太陽高度角。